资源简介 综合题突破一 工艺流程与物质结构综合题命题角度1 以物质制备为主体的工艺流程题1.(2023·广东卷)Ni、Co均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含Ni2+、Co2+、Al3+、Mg2+)中,利用氨浸工艺可提取Ni、Co,并获得高附加值化工产品。工艺流程如下:已知:氨性溶液由NH3·H2O、(NH4)2SO3和(NH4)2CO3配制。常温下,Ni2+、Co2+、Co3+与NH3形成可溶于水的配离子:lgKb(NH3·H2O)=-4.7;Co(OH)2易被空气氧化为Co(OH)3;部分氢氧化物的Ksp如下表。氢氧化物 Co(OH)2 Co(OH)3 Ni(OH)2 Al(OH)3 Mg(OH)2Ksp 5.9×10-15 1.6×10-44 5.5×10-16 1.3×10-33 5.6×10-12回答下列问题:(1)活性MgO可与水反应,化学方程式为___________________________________________________________________________________________________。(2)常温下,pH=9.9的氨性溶液中,c(NH3·H2O)________c(NH) (填“>”“<”或“=”)。(3)“氨浸”时,由Co(OH)3转化为[Co(NH3)6]2+的离子方程式为__________________________________________________________________。(4)(NH4)2CO3会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中,出现了NH4Al(OH)2CO3的明锐衍射峰。①NH4Al(OH)2CO3属于________(填“晶体”或“非晶体”)。②(NH4)2CO3提高了Ni、Co的浸取速率,其原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)①“析晶”过程中通入的酸性气体A为_______________________________。②由CoCl2可制备AlxCoOy晶体,其立方晶胞如图。Al与O最小间距大于Co与O最小间距,x、y为整数,则Co在晶胞中的位置为________;晶体中一个Al周围与其最近的O的个数为________。(6)①“结晶纯化”过程中,没有引入新物质。晶体A含6个结晶水,则所得HNO3溶液中n(HNO3)与n(H2O)的比值,理论上最高为________。②“热解”对于从矿石提取Ni、Co工艺的意义,在于可重复利用HNO3和________(填化学式)。命题角度 2 以分离、提纯为主体的工艺流程题2.(2022·广东卷)稀土(RE)包括镧、钇等元素,是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理,一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下:已知:月桂酸(C11H23COOH)的熔点为44 ℃;月桂酸和(C11H23COO)3RE均难溶于水。该工艺条件下,稀土离子保持+3价不变;(C11H23COO)2Mg的Ksp=1.8×10-8,Al(OH)3开始溶解时的pH为8.8;有关金属离子沉淀的相关pH见下表。离子 Mg2+ Fe3+ Al3+ RE3+开始沉淀时的pH 8.8 1.5 3.6 6.2~7.4沉淀完全时的pH / 3.2 4.7 /(1)“氧化调pH”中,化合价有变化的金属离子是__________。(2)“过滤1”前,用NaOH溶液调pH至__________的范围内,该过程中Al3+发生反应的离子方程式为______________________________________________。(3)“过滤2”后,滤饼中检测不到Mg元素,滤液2中Mg2+浓度为2.7 g·L-1。为尽可能多地提取RE3+,可提高月桂酸钠的加入量,但应确保“过滤2”前的溶液中c(C11H23COO-)低于__________ mol·L-1(保留两位有效数字)。(4)①“加热搅拌”有利于加快RE3+溶出、提高产率,其原因是___________________________________________________________________。②“操作X”的过程为先________,再固液分离。(5)该工艺中,可再生循环利用的物质有__________(写化学式)。(6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂Pt3Y。①还原YCl3和PtCl4熔融盐制备Pt3Y时,生成1 mol Pt3Y转移__________ mol电子。②Pt3Y/C用作氢氧燃料电池电极材料时,能在碱性溶液中高效催化O2的还原,发生的电极反应为______________________________________________。命题热点一 流程中物质的处理、转化与跟踪题空1 原料的预处理【必备知识】方法 目的 解题指导粉碎、 研磨 将块状或颗粒状的物质磨成粉末 增大反应物接触面积,以加快反应速率或使反应更充分,也是提高“浸出率”的方法之一浸取 水浸 与水接触反应或溶解 (1)加热、搅拌、适当提高酸(或碱)浓度,可以加快浸出速率;增加浸出时间可使样品充分溶解,可提高浸出率 (2)酸溶时所加酸的量不能太多 ①过量的酸可消耗后续调节pH所加的碱性试剂 ②如果实验过程有硫化物,酸过量会形成有毒气体硫化氢酸浸 与酸接触反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去碱浸 除去油污,溶解酸性氧化物、铝及其氧化物灼烧 (焙烧) 1.除去可燃性杂质 2.使原料初步转化 ①除去硫、碳单质 ②使有机物转化或除去有机物 ③高温下原料与空气中氧气反应等 ④使一些杂质在高温下氧化、分解,如煅烧高岭土【对点集训】1.预处理(1)粉碎(研磨)(全国卷)下图以废铁屑为原料制备聚合硫酸铁(PFS) 的一种工艺流程如图:粉碎过筛的目的是__________________________________________________,酸浸时最合适的酸是________________________________________________。(2)焙烧(全国卷)一种以闪锌矿(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图:①焙烧过程中主要反应的化学方程式为____________________________________________________________________________________________。②滤渣1的主要成分除SiO2外还有_____________________________________。2.溶浸(1)酸浸(2020·全国卷Ⅰ)钒具有广泛用途。黏土钒矿中,钒以+3、+4、+5价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及SiO2、Fe3O4。采用由黏土钒矿制备NH4VO3的工艺流程如图:回答下列问题:Ⅰ.“酸浸氧化”需要加热,其原因是____________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.“酸浸氧化”中,VO+和VO2+被氧化成VO,同时还有____________离子被氧化。(2)碱浸(全国卷)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物,还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O):“碱浸”中NaOH的两个作用分别是____________________________________________________________________________________________。为回收金属,用稀硫酸将“滤液①”调为中性,生成沉淀。写出该反应的离子方程式______________________________________________________________________________________________________________________。(3)盐浸(全国卷)一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如图:在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉,产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为_________________________________________________________________________________________________________________________________________,“滤渣1”的主要成分有__________________________________________。题空2 物质成分的跟踪与确定【必备知识】1.滤渣的确定2.循环物质的确定【对点集训】滤渣及循环物质的确定(2021·全国乙卷)磁选后的炼铁高钛炉渣,主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源,通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表:金属离子 Fe3+ Al3+ Mg2+ Ca2+开始沉淀的pH 2.2 3.5 9.5 12.4沉淀完全(c=1.0×10-5 mol·L-1)的pH 3.2 4.7 11.1 13.8回答下列问题:(1)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0,在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6,依次析出的金属离子是____________。(2)“水浸渣”在160 ℃“酸溶”,最适合的酸是____________。“酸溶渣”的成分是____________、____________。(3)将“母液①”和“母液②”混合,吸收尾气,经处理得____________,循环利用。题空3 核心反应【必备知识】热门试剂——NH4HCO3部分+2价金属离子的沉淀剂(1)原理分析M2++2HCO===MCO3↓+H2O+CO2↑(2)注意问题使用碳酸氢铵(NH4HCO3)作为试剂时,温度低反应速率过慢,温度过高NH4HCO3分解,使其他反应物的转化率下降: NH4HCO3===NH3↑+H2O+CO2↑。【对点集训】1.高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如图所示。回答下列问题:写出“沉锰”的离子方程式______________________________________________________________________________________________________________。2.(2021·全国甲卷)碘(紫黑色固体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题:(1)I2的一种制备方法如下图所示:①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________,生成的沉淀与硝酸反应,生成____________后可循环使用。②通入Cl2的过程中,若氧化产物只有一种,反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)以NaIO3为原料制备I2的方法是:先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3,生成碘化物;再向混合溶液中加入NaIO3溶液,反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________。命题热点二 流程中的操作及条件控制题空1 物质的分离与提纯【必备知识】1.杂质汇总试题来源 陌生物质 所含杂质 增加难度杂质 产品2020·全国卷Ⅰ V的+3、+4、+5价化合物 Fe3O4、SiO2 K、Mg铝硅酸盐 NH4VO32020·全国卷Ⅲ 镍及氧化物 Al、Fe及氧化物 NiSO4·7H2O2019·全国卷Ⅰ Mg2B2O5·H2O Al2O3、Fe2O3、SiO2 MgO、H3BO32019·全国卷Ⅲ MnO2(MnS) Al、Fe、Si Mg、Zn、Ni MnSO42.除杂原理(1)地壳中含量居前四位的元素为O、Si、Al、Fe,故矿石中一般含有SiO2、Al2O3、FexOy杂质。(2)SiO2为酸性氧化物,Al2O3两性氧化物,FeO、Fe2O3碱性氧化物。(3)加H2SO4溶解时,发生反应:Al2O3+6H+===2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O、FeO+2H+===Fe2++H2O;SiO2为滤渣;还可能有CaSO4、PbSO4滤渣。(4)加NaOH溶解时,发生反应:SiO2+2OH-===SiO+H2O、Al2O3+2OH-===2AlO+H2O;FeO、Fe2O3为滤渣。(5)加Na2CO3(对应关系:Na2CO3—2NaOH)高温熔融时,发生反应:SiO2+Na2CO3===Na2SiO3+CO2↑、Al2O3+Na2CO3===2NaAlO2+CO2↑。3.除杂思路4.规范答题洗涤晶体 洗涤试剂 适用范围 目的蒸馏水 冷水 产物不溶于水 除去固体表面吸附着的××杂质;可适当降低固体因为溶解而造成的损失热水 有特殊的物质其溶解度随着温度升高而下降 除去固体表面吸附着的××杂质;可适当降低固体因为温度变化溶解而造成的损失有机溶剂(酒精、丙酮等) 固体易溶于水、难溶于有机溶剂 减少固体溶解;利用有机溶剂的挥发性除去固体表面的水分,产品易干燥饱和溶液 对纯度要求不高的产品 减少固体溶解酸、碱溶液 产物不溶于酸、碱 除去固体表面吸附着的可溶于酸、碱的杂质;减少固体溶解洗涤沉淀方法:向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作2~3次5.创新考查——萃取与反萃取(1)萃取原理:萃取则是利用物质性质由一个液相转移到另一个液相的分离方法。萃取的作用是: 从矿石的浸出液中,提取和富集有价金属,分离化学性质相近的金属离子。(2)萃取步骤:萃取的操作步骤一般是首先将水溶液(料液)与有机溶剂(或溶液)充分混合,然后利用两相的密度不同静置分相。分出的称为萃余液,有机相称为负载有机相,被萃入到有机相中去的物质称为被萃取物(起富集或分离作用)。(3)反萃取:被萃取物萃入有机相后,一般需要使其重新返回水相,此时把负载有机相与反萃剂(一般为无机酸或碱的水溶液,也可以是纯水)接触,使被萃取物转入水相,这一过程相当于萃取的逆过程, 故称为反萃取。(4)萃取示例:分离Fe3+ 、Al3+浓盐酸中,Et2O(乙醚)与H+形成阳离子:水合Fe3+与Cl-形成配阴离子[FeCl4]-(Al3+与Cl-生成配离子的能力较弱,Al3+留在水层)Et2O·H+再与[FeCl4]-形成佯盐(不带电荷,疏水性,溶于乙醚)分液,移去水层,Al3+分离出去;加水,浓盐酸变“稀”,平衡①②③逆向移动,Et2O·H+·[FeCl4]-,释放出H+、Cl-,Fe3+重新水合进入水层蒸馏,实现萃取剂的再生。经过萃取和反萃取Fe3+和Al3+实现分离。【对点集训】1.(2020·全国卷Ⅰ)钒具有广泛用途。黏土钒矿中,钒以+3、+4、+5价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及SiO2、Fe3O4。采用由黏土钒矿制备NH4VO3的工艺流程如图:该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:金属离子 Fe3+ Fe2+ Al3+ Mn2+开始沉淀pH 1.9 7.0 3.0 8.1完全沉淀pH 3.2 9.0 4.7 10.1(1)“中和沉淀”中,钒水解并沉淀为V2O5·xH2O,随滤液②可除去金属离子K+、Mg2+、Na+、____________,以及部分的____________。(2)“沉淀转溶”中,V2O5·xH2O转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是____________。(3)“调pH”中有沉淀生成,生成沉淀反应的化学方程式是____________________________________________________________________________________________________________________________。(4)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时,需要加入过量NH4Cl,其原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。2.实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备Cl-含量少的Ce2(CO3)3,其部分实验过程如下:(1)“酸浸”时CeO2 与H2O2 反应生成Ce3+并放出O2,该反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)pH约为7的CeCl3溶液与NH4HCO3溶液反应可生成Ce2(CO3)3沉淀,该沉淀中Cl-含量与加料方式有关。得到含Cl-量较少的Ce2(CO3)3的加料方式为_________________________________(填序号)。A.将NH4HCO3溶液滴加到CeCl3溶液中B.将CeCl3溶液滴加到NH4HCO3溶液中(3)通过中和、萃取、反萃取、沉淀等过程,可制备Cl-含量少的Ce2(CO3)3。已知Ce3+能被有机萃取剂(简称HA)萃取,其萃取原理可表示为Ce3+(水层)+3HA(有机层)??Ce(A)3(有机层)+3H+ (水层)①加氨水“中和”去除过量盐酸,使溶液接近中性。去除过量盐酸的目的是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。②反萃取的目的是将有机层Ce3+转移到水层。使Ce3+尽可能多地发生上述转移,应选择的实验条件或采取的实验操作有_____________________(填两项)。③与“反萃取”得到的水溶液比较,过滤Ce2(CO3)3溶液的滤液中,物质的量减小的离子有____________(填化学式)。题空2 流程中反应条件的控制【必备知识】条件控制 答题指导控制溶 液的pH ①调节溶液的酸碱性,使金属离子形成氢氧化物沉淀析出(或抑制水解) ②“酸作用”还可除去氧化物(膜) ③“碱作用”还可除去油污,除去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅等 ④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)控制温度 (常用水 浴、冰水浴 或油浴) ①防止副反应的发生 ②使化学平衡移动;控制化学反应的方向 ③控制固体的溶解与结晶 ④控制反应速率;使催化剂达到最大活性 ⑤升温:促进溶液中的气体逸出,使某物质达到沸点挥发 ⑥加热煮沸:促进水解,聚沉后利于过滤分离 ⑦趁热过滤:减少因降温而析出的溶质的量 ⑧降温:防止物质高温分解或挥发;降温(或减压)可以减少能源成本,降低对设备的要求【对点集训】1.温度的控制(全国卷)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备,工艺流程如图:(1)“酸浸”实验中,铁的浸出率结果如下图所示。由图可知,当铁的浸出率为70%时,所采用的实验条件为_______________________________。(2)TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示:温度/℃ 30 35 40 45 50TiO2·xH2O 转化率% 92 95 97 93 88分析40 ℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因______________________________________________________________________________________________________________________________________。2.pH的控制铟(In)作为一种稀有贵金属,广泛应用于很多高新领域。工业上从含铟废渣(主要成分是In3+、Cl-,还含有少量Bi3+、Pb2+、Sn2+等杂质)中提取粗铟的工艺流程如下图所示:已知:①该工艺条件下,溶液中有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表:金属离子 Fe3+ In3+ Fe2+开始沉淀的pH 2.0 2.9 7.5完全沉淀(c=1.0×10-5mol/L)的pH 3.2 5.0 9.7②氧化性:Fe3+>Bi3+>Sn2+>Fe2+回答下列问题:(1)“中性水洗”时,含铟废渣中金属阳离子转化为氢氧化物或氧化物。Sn2+转化为SnO的离子方程式是________________,该过程需加入大量水并加热,目的是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)“酸浸”时,得到对应的硫酸盐,则“滤渣”的主要成分是________________(填化学式)。(3)“净化”时,生成Bi的离子方程式是______________________________________________________________________________________________。(4)“富铟”时,“调pH”应控制的pH范围是________。命题热点三 获取产品题空1 获取产品的方法【对点集训】1.结晶(全国卷)重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图:有关物质的溶解度如下图所示。向“滤液3”中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到____________(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。a.80 ℃ b.60 ℃ c.40 ℃ d.10 ℃步骤⑤的反应类型是____________。2.电解(全国卷)一种以闪锌矿(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图:电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为_________________________________。3.煅烧(全国卷)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备,工艺流程如图:写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式______________________________________________________________________________________________________________________________________。题空2 有关的计算【必备知识】常见计算类型类型 解题方法物质含量计算 根据关系式法、得失电子守恒法、滴定法等,求出混合物中某一成分的量,再除以样品的总量,即可得出其含量确定物质化学式的计算 ①根据题给信息,计算出有关物质的物质的量; ②根据电荷守恒,确定出未知离子的物质的量; ③根据质量守恒,确定出结晶水的物质的量; ④各粒子的物质的量之比即为物质化学式的下标比多步滴定计算 ①连续滴定法:第一步滴定反应生成的产物,还可以继续参加第二步的滴定。根据第二步滴定的消耗量,可计算出第一步滴定的反应物的量 ②返滴定法:第一步用的滴定剂是过量的,然后第二步再用另一物质返滴定过量的物质。根据第一步加入的量减去第二步中过量的量,即可得出第一步所求物质的物质的量【对点集训】某工业生产上用铜镍矿石(主要成分为CuS、NiS、FeS、SiO2及不溶于酸的杂质)制备胆矾CuSO4·5H2O的流程如图:已知:有机萃取剂HR可萃取Cu2+,其萃取原理(org为有机相)Cu2+(aq)+2HR(org)CuR2(org)+2H+(aq)。回答下列问题:(1)25 ℃时,“调节pH”后,测得滤液中各离子浓度及相关数据如表所示。(lg2=0.3)离子 Fe3+ Cu2+ Ni2+ Fe2+浓度/(mol·L-1) 1.0×10-6 5.0 1.2 0对应氢氧化物的Ksp 6.4×10-38 2.2×10-20 2.0×10-15 8.0×10-16该滤液的pH为________;加入的Cu(OH)2________(填“已经”或“没有”)完全溶解。(2)将得到的胆矾产品做热重分析,测得的数据如图所示。已知:杂质不分解,250 ℃时,胆矾失去所有结晶水。则A点胆矾分解得到的物质为________________(填化学式);该胆矾产品的纯度为________(保留4位有效数字)。命题热点四 晶体结构分析题空1 基态原子的核外电子排布【必备知识】基态原子的核外电子排布表示方法表示方法 举例电子排布式 Cr:s22s22p63s23p63d54s1简化表示式 Cu:[Ar]3d104s1价电子排布式 Fe:3d64s2电子排布图(或轨道表示式)【对点集训】高考题组合练(1)基态Ti原子的核外电子排布式为___________________________________。(2)基态硅原子最外层的电子排布图为__________________________________。(3)基态锰原子的价层电子排布式为____________________________________。(4)基态Fe原子的价层电子排布式为__________________________________。(5)基态硫原子价电子排布式为_______________________________________。题空2 化学式或构成微粒个数比确定【必备知识】晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法(1)原则:晶胞任意位置上的一个粒子如果是被n个晶胞所共有,那么这个粒子对每个晶胞的贡献是。(2)注意:①当晶体结构为六棱柱时,其顶点上的粒子被6 个晶胞共用,每个粒子属于该晶体结构的部分为 ,而不是。②审题时一定要注意是“分子结构”还是“晶体结构”,若是分子结构,其化学式由图中所有实际存在的原子个数决定,原子个数比可以不约分。【对点集训】1.(2023·全国乙卷节选)一种硼镁化合物具有超导性能,晶体结构属于六方晶系,其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如下所示,晶胞中含有________个Mg。该物质化学式为________,B—B最近距离为________。2.[BrOF2][AsF6]·xKrF2是[BrOF2]+、[AsF6]-与KrF2分子形成的加合物,其晶胞如下图所示。[BrOF2][AsF6]·xKrF2加合物中x=_____________________________________,晶体中的微粒间作用力有________(填标号)。a.氢键 b.离子键c.极性共价键 d.非极性共价键3.下图是Mg、Ge、O三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。已知化合物中Ge和O的原子个数比为1∶4,图中Z表示____________原子(填元素符号),该化合物的化学式为______________________________。题空3 原子分数坐标的确定【必备知识】1.原子分数坐标概念以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子分数坐标。2.原子分数坐标的表示方法晶胞中的任意一个原子的中心位置均可用3个分别小于1的数在立体坐标系中表示出来,如图1中位于晶胞原点A(顶点)的原子的坐标为(0,0,0);B点原子分数坐标为;C点原子分数坐标为;D点原子分数坐标为。【对点集训】1.研究发现纳米CeO2可催化O分解。CeO2晶体属立方CaF2型晶体,结构如图所示。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中的原子位置,称作原子分数坐标。A离子的坐标为,则B离子的坐标为_______________________。2.MnS晶胞与NaCl晶胞属于同种类型,如图所示。以晶胞参数为单位长度建立坐标系,可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子坐标。在晶胞坐标系中,a点硫原子坐标为,b点锰原子坐标为,则c点锰原子坐标为___________________________________。题空4 计算晶体密度的方法【必备知识】1.晶体微粒与M、ρ之间的关系若1个晶胞中含有x个微粒,则1 mol晶胞中含有x mol微粒,其质量为xM g(M为微粒的相对原子质量);又1个晶胞的质量为ρa3 g(a3为晶胞的体积,a为晶胞边长或微粒间距离),则1 mol晶胞的质量为ρa3NA g,因此有xM=ρa3NA。2.计算晶体密度的方法【对点集训】1.(2023·全国甲卷节选)AlF3结构属立方晶系,晶胞如图所示,F-的配位数为________。若晶胞参数为a pm,晶体密度ρ=________ g·cm-3(列出计算式,阿伏加德罗常数的值为NA)。2.(2021·全国甲卷节选)我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂,其组成为ZnO/ZrO2固溶体。四方ZrO2晶胞如图所示。Zr4+离子在晶胞中的配位数是________,晶胞参数为a pm、a pm、c pm,该晶体密度为____________g·cm-3。题空5 计算晶体中微粒间距离的方法【必备知识】【对点集训】1.(2022·全国甲卷节选)萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物,其晶胞结构如图所示,X代表的离子是____________;若该立方晶胞参数为a pm,正负离子的核间距最小为____________pm。2.XeF2晶体属四方晶系,晶胞参数如图所示,晶胞棱边夹角均为90°,该晶胞中有____________个XeF2分子。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子的分数坐标,如A点原子的分数坐标为(,,)。已知Xe—F键长为r pm,则B点原子的分数坐标为____________;晶胞中A、B间距离d=____________pm。【解题建模】【典例】 某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)联合焙烧法制备BiOCl和MnSO4,工艺流程如下:已知:①焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3,FeS2转变为Fe2O3;②金属活动性:Fe>(H)>Bi>Cu;③相关金属离子形成氢氧化物的pH范围如下:开始沉淀pH 完全沉淀pHFe2+ 6.5 8.3Fe3+ 1.6 2.8Mn2+ 8.1 10.1回答下列问题:(1)为提高焙烧效率,可采取的措施为________。a.进一步粉碎矿石b.鼓入适当过量的空气c.降低焙烧温度(2)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为:①充分浸出Bi3+和Mn2+;②____________________________________________________________________。(3)滤渣的主要成分为________(填化学式)。(4)加入金属Bi的目的是___________________________________________。[思维流程]1.图解工艺流程2.解题方法思路(1)首尾对比:对比分析原料与目标产物之间的关系,比较物质变化和主要元素化合价的变化(2)主元素跟踪:跟踪主要物质(元素)的转化形式和转化方法,即原料→中间转化物质→目标产物(3)除杂分析:分析原料中的“杂质”转化除去过程,分析每一步骤的目的以及反应产物、反应过程(4)综合判断:根据题干信息、流程信息、题中设问信息审题、解题(读完全题再做题)【分类突破】微题型1 以物质制备为主体的工艺流程题1.(2023·广州天河区二模)铬(Cr)广泛应用于冶金、化工、航天等领域。工业上以铬铁矿(主要成分为FeCr2O4,含有少量Al2O3)为原料制备金属铬的工艺流程如图所示:回答下列问题:(1)FeCr2O4中Fe为+2价,Cr的化合价为________,“焙烧”中FeCr2O4反应的化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________________________________。(2)“沉铝”中所得滤渣的成分为________,需控制pH=6~10的原因为________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)“酸化”中反应的离子方程式为_____________________________________________________________________________________________________,若该反应的平衡常数K=4×1014,已知:“酸化”后溶液中c(Cr2O)=1.6×10-3 mol·L-1,则溶液中c(CrO)=________ mol·L-1。(4)氧铬酸钙是一种常见含铬矿石,其立方晶胞如图所示。①氧铬酸钙的化学式为________。②1个钙原子与________个氧原子最近且等距离。③该晶体密度为________ g·cm-3(列出计算式即可。已知Ca和O的最近距离为a nm,NA代表阿伏加德罗常数)2.(2023·梅州大埔县二模)金属钼在工业和国防建设中有重要的作用,其化合物钼酸钠晶体(Na2MoO4·10H2O)可制造金属缓蚀剂。由钼精矿(主要成分为MoS2,含有少量不反应的杂质)制备钼及钼酸钠晶体的工艺流程如图。回答下列问题:(1)S位于元素周期表中________区。(2)焙烧过程中采用“多层逆流(空气从炉底进入,钼精矿经粉碎后从炉顶进入)焙烧”,图1为焙烧时各炉层固体物料的物质的量百分数(φ)。①“多层逆流焙烧”的优点是____________(任答一点),x=________。②某些生产工艺在焙烧时加入CaCO3会更环保,其原因是_____________________________________________________________________________________________________________________(用化学方程式表示)。(3)写出碱浸时发生反应的离子方程式:________________________________________________________________________________________________。(4)操作3为________,本流程中,金属钼的冶炼方法为________(填字母)。a.热还原法 b.热分解法 c.电解法 d.物理方法(5)已知钼酸钠的溶解度曲线如图2所示,要获得钼酸钠晶体Na2MoO4·10H2O的操作2为________、________、过滤、洗涤、烘干。微题型2 以分离、提纯为主体的工艺流程题3.(2023·广东六校三校联考)碳酸锶(SrCO3)难溶于水,主要用于电磁材料和金属冶炼。一种由工业碳酸锶(含少量Ba2+、Ca2+、Mg2+、Pb2+等)制备高纯碳酸锶的工艺流程如下:已知:①Sr(OH)2为强碱,Cr(OH)3为两性氢氧化物;②常温下,各物质的溶度积常数如表所示。化合物 Cr(OH)3 Ca(OH)2 Mg(OH)2 SrCO3Ksp近似值 1×10-31 5.5×10-6 1.8×10-11 5.6×10-10回答下列问题:(1)气体A的电子式为______________________________________________。(2)“酸化”步骤发生如下反应:2CrO+2H+??Cr2O+H2O,则“还原”时发生反应的离子方程式为_______________________________________________。(3)滤渣1的主要成分为________,滤渣2的主要成分为________(填化学式)。(4)用氨水和NaOH分步调节pH,而不直接用NaOH调节溶液的pH≈13的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)“碳化”时,反应Sr2+(aq)+2HCO(aq)??SrCO3(s)+H2CO3(aq)的化学平衡常数K的计算关系式为________(用相关平衡常数表达,已知碳酸的电离常数为Ka1、Ka2)。(6)上述流程合成的碳酸锶与TiO2在高温下反应,可以制得高温超导基片材料SrTiO3,SrTiO3的立方晶胞结构如图所示,其中Ti处在体心位置,Sr与Ti的最近距离为a nm,已知SrTiO3的相对分子质量为M,阿伏加德罗常数的值为NA,则SrTiO3晶体的密度为________ g/cm3(列出M、NA、a相关的算式即可)。微题型3 与实验融合的工艺流程题4.氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的实验室制备方法,回答下列问题:Ⅰ.FeCl3·6H2O的制备制备流程图如下:(1)将废铁屑分批加入稀盐酸中,至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为___________________________________________________________________。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快,原因为_______________________________________________________________________________________________。(2)操作①所必需的玻璃仪器中,除烧杯外还有____________。(3)检验FeCl3溶液中是否残留Fe2+的试剂是____________。(4)为增大FeCl3溶液的浓度,向稀FeCl3溶液中加入纯Fe粉后通入Cl2。此过程中发生的主要反应的离子方程式为______________________________________________________________________________________________________。(5)操作②为_______________________________________________________。Ⅱ.由FeCl3·6H2O制备无水FeCl3将FeCl3·6H2O与液体SOCl2混合并加热,制得无水FeCl3。已知SOCl2沸点为77 ℃,反应方程式为:FeCl3·6H2O+6SOCl2FeCl3+6SO2↑+12HCl↑,装置如下图所示(夹持和加热装置略)。(6)仪器A的名称为____________,其作用为____________。NaOH溶液的作用是______________________________________________________________________________________________________________________________________。(7)干燥管中无水CaCl2不能换成碱石灰,原因是___________________________________________________________________。(8)由下列结晶水合物制备无水盐,适宜使用上述方法的是____________(填序号)。a.ZnCl2·H2Ob.CuSO4·5H2Oc.Na2S2O3·5H2O综合题突破一 工艺流程与物质结构综合题真题导航·明确考向1.答案 (1)MgO+H2O===Mg(OH)2 (2)>(3)2Co(OH)3+12NH3·H2O+SO===2[Co(NH3)6]2++SO+13H2O+4OH-或2Co(OH)3+8NH3·H2O+4NH+SO===2[Co(NH3)6]2++SO+13H2O(4)①晶体 ②减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹,增加了滤泥与氨性溶液的接触面积(5)①HCl ②体心 12(6)①0.4或2∶5 ②MgO解析 硝酸浸取液(含Ni2+、Co2+、Al3+、Mg2+)中加入活性氧化镁调节溶液pH值,过滤,得到滤液主要是硝酸镁,结晶纯化得到硝酸镁晶体,再热解得到氧化镁和硝酸。滤泥加入氨性溶液氨浸,过滤,向滤液中进行镍钴分离,经过一系列操作得到氯化钴和饱和氯化镍溶液,向饱和氯化镍溶液中加入氯化氢气体得到氯化镍晶体。(1)活性MgO可与水反应,化学方程式为MgO+H2O===Mg(OH)2。(2)常温下,pH=9.9的氨性溶液中,lgKb(NH3·H2O)=-4.7,Kb(NH3·H2O)=10-4.7=,===10-0.6<1,则c(NH3·H2O)>c(NH)。(3)“氨浸”时,Co(OH)3与亚硫酸根发生氧化还原反应,再与氨水反应生成[Co(NH3)6]2+,则由Co(OH)3转化为[Co(NH3)6]2+的离子方程式为2Co(OH)3+12NH3·H2O+SO===2[Co(NH3)6]2++SO+13H2O+4OH-或2Co(OH)3+8NH3·H2O+4NH+SO===2[Co(NH3)6]2++SO+13H2O。(4)①X射线衍射图谱中,出现了NH4Al(OH)2CO3的明锐衍射峰,则NH4Al(OH)2CO3属于晶体;②根据题意(NH4)2CO3会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物,则(NH4)2CO3能提高Ni、Co的浸取速率,其原因是减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹,增加了滤泥与氨性溶液的接触面积。(5)①“析晶”过程中为了防止Ni2+水解,因此通入的酸性气体A为HCl;②由CoCl2可制备AlxCoOy晶体,其立方晶胞如图。x、y为整数,根据图中信息Co、Al原子都只有一个,而氧(白色)原子有3个,Al与O最小间距大于Co与O最小间距,则Al在顶点,因此Co在晶胞中的位置为体心;晶体中一个Al周围与其最近的O原子,以顶点Al分析,面心的氧原子一个横截面有4个,三个横截面共12个,因此晶体中一个Al周围与其最近的O的个数为12。(6)①“结晶纯化”过程中,没有引入新物质。晶体A含6个结晶水,则晶体A为Mg(NO3)2·6H2O,根据Mg(NO3)2+2H2O??Mg(OH)2+2HNO3,Mg(OH)2MgO+H2O,还剩余5个水分子,因此所得HNO3溶液中n(HNO3)与n(H2O)的比值理论上最高为2∶5;②根据前面分析Mg(NO3)2+2H2O??Mg(OH)2+2HNO3,Mg(OH)2MgO+H2O,“热解”对于从矿石提取Ni、Co工艺的意义,在于可重复利用HNO3和MgO。2.答案 (1)Fe2+ (2)4.7≤pH<6.2 Al3++3OH-===Al(OH)3↓ (3)4.0×10-4 (4)①加热搅拌可加快反应速率 ②冷却结晶 (5)MgSO4 (6)①15 ②O2+4e-+2H2O===4OH-解析 由流程可知,该类矿(含铁、铝等元素)加入酸化MgSO4溶液浸取,得到的浸取液中含有RE3+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、SO等离子,经氧化调pH使Fe3+、Al3+形成沉淀,经过滤除去,滤液1中含有RE3+、Mg2+、SO等离子,加入月桂酸钠,使RE3+形成(C11H23COO)3RE沉淀,滤液2主要含有MgSO4溶液,可循环利用,滤饼加盐酸,经加热搅拌溶解后,再冷却结晶,析出月桂酸,再固液分离得到RECl3溶液。(1)由分析可知,“氧化调pH”的目的是除去含铁、铝等元素的离子,需要将Fe2+氧化为Fe3+,以便后续除杂,所以化合价有变化的金属离子是Fe2+。(2)由表中数据可知,Al3+沉淀完全的pH为4.7,而RE3+开始沉淀的pH为6.2,所以为保证Fe3+、Al3+沉淀完全,且RE3+不沉淀,要用NaOH溶液调pH至4.7≤pH<6.2的范围内,该过程中Al3+发生反应的离子方程式为Al3++3OH-===Al(OH)3↓。(3)滤液2中Mg2+浓度为2.7 g·L-1,即0.112 5 mol·L-1,根据Ksp[(C11H23COO)2Mg]=c(Mg2+)·c2(C11H23COO-),若要加入月桂酸钠后只生成(C11H23COO)3RE,而不产生(C11H23COO)2Mg,则c(C11H23COO-)<=mol·L-1=4.0×10-4 mol·L-1。(4)②“操作X”的结果是分离出月桂酸,由信息可知,月桂酸(C11H23COOH)的熔点为44 ℃,故“操作X”的过程为先冷却结晶,再固液分离。(6)①YCl3中Y为+3价,PtCl4中Pt为+4价,而Pt3Y中金属均为0价,所以还原YCl3和PtCl4熔融盐制备Pt3Y时,生成1 mol Pt3Y转移15 mol电子。②碱性溶液中,氢氧燃料电池正极发生还原反应,发生的电极反应为O2+4e-+2H2O===4OH-。化整为零·逐点突破命题热点一题空1对点集训1.答案 (1)选取细小颗粒,增大反应物接触面积,提高酸浸反应速率 H2SO4(2)①2ZnS+3O22ZnO+2SO2 ②PbSO42.答案 (1)Ⅰ.加快酸浸和氧化反应速率(促进氧化完全)Ⅱ.Fe2+(2)除去油脂、溶解铝及其氧化物 AlO+H++H2O===Al(OH)3↓(3)NH3+NH4HCO3===(NH4)2CO3 Fe2O3、Al2O3、SiO2解析 硫酸铵溶液中存在平衡:NH+H2O??NH3·H2O+H+,硼酸镁能与水解出的H+反应,促进平衡向右移动,生成的一水合氨浓度增大,因溶液中存在平衡NH3·H2O??NH3+H2O,一水合氨浓度增大,促进NH3·H2O分解产生NH3。用NH4HCO3溶液吸收氨气,发生的反应为NH4HCO3+NH3===(NH4)2CO3。二氧化硅、氧化铁、氧化铝不溶于硫酸铵溶液,滤渣1的主要成分是二氧化硅、氧化铁、氧化铝。题空2对点集训答案 (1)Fe3+、Al3+、Mg2+(2)硫酸 SiO2 CaSO4(3)(NH4)2SO4解析 (1)由题表中Fe3+、Al3+、Mg2+完全沉淀时的pH分别为3.2、4.7、11.1可知,用氨水逐步调节pH至11.6的过程中,依次析出的金属离子是Fe3+、Al3+、Mg2+。(2)“水浸渣”在160 ℃“酸溶”,为了尽可能减少酸溶液的挥发而造成不必要的损失且保证TiO2可以完全溶解,故最好选择硫酸;SiO2不溶于硫酸,“焙烧”生成CaSO4固体,故“酸溶”后所得“酸溶渣”的成分为SiO2、CaSO4。(3)母液①的主要成分为硫酸铵和氨水,母液②的主要成分为硫酸,混合后吸收尾气NH3,经处理可得到(NH4)2SO4,循环利用。题空3对点集训1.答案 Mn2++2HCO===MnCO3↓+CO2↑+H2O解析 “沉锰”时Mn2+与HCO反应生成MnCO3并放出CO2,由此可写出离子方程式。2.答案 (1)①2AgI+Fe===2Ag+Fe2++2I-AgNO3 ②FeI2+Cl2===I2+FeCl2(2)2IO+5HSO===I2+5SO+H2O+3H+解析 (1)①由流程分析可知,加入Fe粉进行转化反应的离子方程式是2AgI+Fe===2Ag+Fe2++2I-;生成的沉淀为Ag,Ag与HNO3反应生成AgNO3,AgNO3可以循环使用。②由于还原性:I->Fe2+,故通入Cl2的过程中,若氧化产物只有一种,该产物应是I2,此时反应的化学方程式是FeI2+Cl2===I2+FeCl2。(2)NaIO3具有氧化性,NaHSO3具有还原性,二者发生氧化还原反应生成NaI和Na2SO4,反应的离子方程式是IO+3HSO===3SO+I-+3H+;NaI和NaIO3在酸性条件下,继续发生氧化还原反应生成I2,反应的离子方程式是5I-+IO+6H+===3I2+3H2O,故制备I2的总反应的离子方程式是2IO+5HSO===I2+5SO+H2 O+3H+。命题热点二题空1对点集训1.答案 (1)Mn2+ Fe3+、Al3+(2)Fe(OH)3(3)NaAlO2+HCl+H2O===NaCl+Al(OH)3↓或Na[Al(OH)4]+HCl===NaCl+Al(OH)3↓+H2O(4)利用同离子效应,促进NH4VO3尽可能析出完全解析 (1)根据表格中数据知,pH在3.0~3.1时,铁离子接近沉淀完全,少量铁离子随滤液②除去,Al3+部分沉淀,大量铝离子随滤液②除去,K+、Mg2+、Na+、Mn2+随滤液②除去。(2)在pH>13的强碱性溶液中,V2O5·xH2O转化为钒酸盐而溶解,Al(OH)3转化为NaAl(OH)4而溶解,Fe(OH)3不溶,故滤渣③的主要成分是Fe(OH)3。(3)pH=8.5时铝元素沉淀,故“调pH”时生成氢氧化铝沉淀,反应的化学方程式为Na[Al(OH)4]+HCl===Al(OH)3↓+NaCl+H2O。(4)“沉钒”时要使NH4VO3尽可能析出完全,利用同离子效应,加入过量NH4Cl可达到此目的。2.答案 (1)2CeO2+H2O2+6H+===2Ce3++O2↑+4H2O(2)B (3)①降低溶液中氢离子的浓度,促进平衡正移,增大Ce3+的萃取率 ②酸性条件,多次萃取 ③Ce3+解析 首先用稀盐酸和过氧化氢溶液酸浸二氧化铈废渣,得到三价铈,加入氨水调节pH后用萃取剂萃取其中的三价铈,增大三价铈浓度,之后加入稀硝酸反萃取其中的三价铈,再加入氨水和碳酸氢铵制备产物,以此解题。(1)根据信息反应物为CeO2 与H2O2,产物为Ce3+和O2,根据电荷守恒和元素守恒可知其离子方程式为:2CeO2+H2O2+6H+===2Ce3++O2↑+4H2O;(2)反应过程中保持CeCl3少量即可得到含Cl-量较少的Ce2(CO3)3,故选B;(3)①降低溶液中氢离子的浓度,促进平衡正移,增大Ce3+的萃取率;②根据萃取原理可知,应选择的实验条件是酸性条件,为了使Ce3+尽可能多地发生上述转移,可以采用多次萃取;③“反萃取”得到的水溶液中含有浓度较大的Ce3+,过滤后溶液中Ce3+离子浓度较小。题空2对点集训1.答案 (1)100 ℃、2 h,90 ℃、5 h(2)低于40 ℃,TiO2·xH2O转化反应速率随温度升高而增加;超过40 ℃,双氧水分解与氨气逸出导致TiO2·xH2O转化反应速率下降2.答案 (1)Sn2++H2O??SnO+2H+ Sn2+与H2O的反应属于吸热反应,加热促使Sn2+转化为SnO;加水促进Sn2+水解(2)PbSO4 (3)2Bi3++3Fe===2Bi+3Fe2+ (4)5.0≤pH<7.5解析 含铟废渣(主要成分是In3+、Cl-,还含有少量Bi3+、Pb2+、Sn2+等杂质),“中性水洗”时,含铟废渣中金属阳离子转化为氢氧化物或氧化物,加稀硫酸溶解,Pb2+转化成硫酸铅除去,浸出液中含有Sn2+、Bi3+、In3+等阳离子,加入铁粉,置换出Bi和Sn单质,调节溶液pH,使In3+沉淀,过滤得到的沉渣中主要含有In(OH)3,用稀硫酸溶解,得到In3+,再用Zn置换出In制得粗铟。(1)“中性水洗”时,Sn2+水解生成SnO,反应的离子方程式为Sn2++H2O??SnO+2H+,Sn2+水解吸收热量,因此该过程需加入大量水并加热,目的是加热促使Sn2+转化为SnO,同时加水促进Sn2+水解;(2)由上述分析可知,加稀硫酸溶解,Pb2+转化成硫酸铅,因此“滤渣”的主要成分PbSO4;(3)净化时加入铁粉,置换出Bi和Sn单质,生成Bi的离子方程式为2Bi3++3Fe===2Bi+3Fe2+;(4)“富铟”时需要使In3+完全沉淀同时Fe2+不能沉淀,因此需要调节pH范围为5.0≤pH<7.5。命题热点三题空1对点集训1.答案 d 复分解反应2.答案 Zn2++2e-===Zn3.答案 2FePO4 + Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+ H2O↑+ 3CO2↑题空2对点集训答案 (1)3.6 已经 (2)CuSO4·3H2O 96.53%解析 (1)由题中表格数据可知,25 ℃时,“调节pH”后,测得滤液中c(Fe3+)=1.0×10-6 mol/L,c(Cu2+)=5.0 mol/L,因为Ksp[Fe(OH)3]= 6.4×10-38,所以c(Fe3+)×c3(OH-)=Ksp[Fe(OH)3],则c(OH-)===4×10-11 mol/L,c(H+)===×10-3mol/L,pH=3+lg4=3+2lg2=3.6;又c(Cu2+)×c2(OH-)=5×(4×10-11)2=8×10-21<Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,所以Cu(OH)2已经完全溶解。(2)由题中信息和图示可知,杂质不分解,250 ℃时,胆矾失去所有结晶水,此时失重率为34.75%,设产品总质量为m克,该胆矾产品的纯度为x,则,解之x==96.53%;A点时,失重率为13.90%,设A点胆矾分解得到的物质为CuSO4·yH2O,则,所以250×13.90%=18(5-y)×96.53%,解之y=3,所以A点胆矾分解得到的物质为CuSO4·3H2O。命题热点四题空1对点集训答案 (1)1s22s22p63s23p63d24s2 (2) (3)3d54s2 (4)3d64s2 (5)3s23p4题空2对点集训1.答案 3 MgB2 a解析 由硼镁化合物的晶体结构可知Mg位于正六棱柱的顶点和面心,由均摊法可以求出正六棱柱中含有12×+2×=3个Mg,由晶胞沿c轴的投影图可知本题所给晶体结构包含三个晶胞,则晶胞中Mg的个数为1;晶体结构中B在正六棱柱体内,共6个,则该物质的化学式为MgB2;由晶胞沿c轴的投影图可知,B原子在图中两个正三角形的重心,该点到顶点的距离是该点到对边中点距离的2倍,顶点到对边的垂线长度为a,因此B—B最近距离为a××2=a。2.答案 2 bc3.答案 O Mg2GeO4题空3对点集训1.答案 2.答案 题空4对点集训1.答案 2 解析 由AlF3的晶胞结构可知,其中含黑色球的个数为12×=3,白色球的个数为8×=1,则黑色的球为F-,距F-最近且等距的Al3+有2个,则F-的配位数为2。若晶胞参数为a pm,则晶胞的体积为a3×10-30 cm3,晶胞的质量为,则其晶体密度ρ= g·cm-3。2.答案 8 解析 以ZrO2晶胞结构的上面面心的Zr4+为研究对象,将晶体结构向上由1个晶胞延长为2个晶胞,可观察到与该Zr4+距离最近的O2-有8个,则Zr4+的配位数为8。该晶胞中含8个O2-,Zr4+个数为8×+6×=4(个),则1个晶胞的质量为 g,1个晶胞的体积为a2c×10-30 cm3,则该晶体的密度为 g·cm-3。题空5对点集训1.答案 Ca2+ a解析 根据萤石晶胞结构,X离子分布在晶胞的顶点和面心上,则1个晶胞中X离子共有8×+6×=4个,Y离子分布在晶胞内部,则1个晶胞中共有8个Y离子,因此该晶胞的化学式应为XY2,结合萤石的化学式可知,X为Ca2+;根据晶胞,将晶胞分成8个相等的小正方体,仔细观察CaF2的晶胞结构不难发现F-位于晶胞中8个小立方体的体心,小立方体边长为a,体对角线为a,Ca2+与F-之间距离就是小晶胞体对角线的一半,因此晶体中正负离子的核间距最小为a pm。2.答案 2 (0,0,) 解析 图中大球的个数为8×+1=2,小球的个数为8×+2=4,根据XeF2的原子个数比知大球是Xe原子,小球是F原子,该晶胞中有2个XeF2分子;由A点坐标知该原子位于晶胞的中心,且每个坐标系的单位长度都记为1,B点在棱的处,其坐标为(0,0,);图中y是底面对角线的一半,y=a,x=-r,所以d== pm。 展开更多...... 收起↑ 资源预览